La principal causa de las mareas marinas. ¿Por qué se forman flujos y reflujos? La influencia de la Luna sobre los líquidos.

Flujos y reflujos
fluctuaciones periódicas en los niveles del agua (subidas y bajadas) en áreas de agua de la Tierra, que son causadas por la atracción gravitacional de la Luna y el Sol que actúan sobre la Tierra en rotación. Todas las grandes masas de agua, incluidos océanos, mares y lagos, están sujetas a mareas en un grado u otro, aunque en los lagos son pequeñas. El nivel de agua más alto observado en un día o medio día durante la marea alta se llama marea alta, el nivel más bajo durante la marea baja se llama marea baja, y el momento en que se alcanzan estas marcas de nivel máximo se llama estado (o etapa) de marea alta. marea o marea baja, respectivamente. El nivel medio del mar es un valor condicional, por encima del cual se encuentran las marcas de nivel durante las mareas altas y por debajo durante las mareas bajas. Este es el resultado de promediar grandes series de observaciones urgentes. La marea alta (o marea baja) promedio es un valor promedio calculado a partir de una gran serie de datos sobre niveles altos o bajos de agua. Ambos niveles intermedios están atados a la barra de pie local. Las fluctuaciones verticales del nivel del agua durante las mareas altas y bajas están asociadas con movimientos horizontales de masas de agua en relación con la costa. Estos procesos se complican por las oleadas de viento, la escorrentía de los ríos y otros factores. Los movimientos horizontales de masas de agua en la zona costera se denominan corrientes de marea (o marea), mientras que las fluctuaciones verticales en los niveles del agua se denominan flujos y reflujos. Todos los fenómenos asociados con flujos y reflujos se caracterizan por la periodicidad. Las corrientes de marea invierten periódicamente su dirección, mientras que las corrientes oceánicas, que se mueven de forma continua y unidireccional, son impulsadas por la circulación general de la atmósfera y cubren grandes áreas de océano abierto (ver también OCÉANO). Durante los intervalos de transición de marea alta a marea baja y viceversa, es difícil establecer la tendencia de la corriente de marea. En esta época (que no siempre coincide con la marea alta o baja), se dice que el agua se “estanca”. Las mareas altas y bajas se alternan cíclicamente de acuerdo con las condiciones astronómicas, hidrológicas y meteorológicas cambiantes. La secuencia de las fases de marea está determinada por dos máximos y dos mínimos en el ciclo diario.
Explicación del origen de las fuerzas de marea. Aunque el Sol desempeña un papel importante en los procesos de mareas, el factor decisivo en su desarrollo es la atracción gravitacional de la Luna. El grado de influencia de las fuerzas de marea sobre cada partícula de agua, independientemente de su ubicación en la superficie terrestre, está determinado por la ley de gravitación universal de Newton. Esta ley establece que dos partículas materiales se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de las masas de ambas partículas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Se entiende que cuanto mayor es la masa de los cuerpos, mayor es la fuerza de atracción mutua que surge entre ellos (a igual densidad, un cuerpo más pequeño creará menos atracción que uno más grande). La ley también significa que cuanto mayor es la distancia entre dos cuerpos, menor es la atracción entre ellos. Dado que esta fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre dos cuerpos, el factor de distancia juega un papel mucho más importante en la determinación de la magnitud de la fuerza de marea que las masas de los cuerpos. La atracción gravitacional de la Tierra, que actúa sobre la Luna y la mantiene en órbita cercana a la Tierra, es opuesta a la fuerza de atracción de la Tierra por la Luna, que tiende a mover la Tierra hacia la Luna y "levanta" todos los objetos ubicados. en la Tierra en dirección a la Luna. El punto de la superficie terrestre situado directamente debajo de la Luna está a sólo 6.400 km del centro de la Tierra y en promedio a 386.063 km del centro de la Luna. Además, la masa de la Tierra es aproximadamente 89 veces la masa de la Luna. Así, en este punto de la superficie terrestre, la gravedad de la Tierra que actúa sobre cualquier objeto es aproximadamente 300 mil veces mayor que la gravedad de la Luna. Es una idea común que el agua en la Tierra directamente debajo de la Luna se eleva en dirección a la Luna, lo que hace que el agua fluya lejos de otros lugares de la superficie de la Tierra, pero como la gravedad de la Luna es tan pequeña en comparación con la de la Tierra, no sería así. sería suficiente para levantar tanta agua. Sin embargo, los océanos, mares y grandes lagos de la Tierra, al ser grandes cuerpos líquidos, pueden moverse libremente bajo la influencia de fuerzas laterales, y cualquier ligera tendencia a moverse horizontalmente los pone en movimiento. Todas las aguas que no están directamente debajo de la Luna están sujetas a la acción del componente de la fuerza gravitacional de la Luna dirigida tangencialmente (tangencialmente) a la superficie de la Tierra, así como a su componente dirigida hacia afuera, y están sujetas a un desplazamiento horizontal con respecto al sólido. la corteza terrestre. Como resultado, el agua fluye desde áreas adyacentes de la superficie terrestre hacia un lugar ubicado debajo de la Luna. La acumulación de agua resultante en un punto bajo la Luna forma allí una marea. El maremoto en mar abierto tiene una altura de solo 30-60 cm, pero aumenta significativamente cuando se acerca a las costas de continentes o islas. Debido al movimiento del agua desde áreas vecinas hacia un punto bajo la Luna, se producen reflujos de agua correspondientes en otros dos puntos alejados de ella a una distancia igual a un cuarto de la circunferencia de la Tierra. Es interesante observar que la disminución del nivel del mar en estos dos puntos va acompañada de un aumento del nivel del mar no sólo en el lado de la Tierra que mira a la Luna, sino también en el lado opuesto. Este hecho también se explica por la ley de Newton. Dos o más objetos ubicados a diferentes distancias de la misma fuente de gravedad y, por lo tanto, sometidos a una aceleración de la gravedad de diferentes magnitudes, se mueven entre sí, ya que el objeto más cercano al centro de gravedad es el que se siente más atraído por él. El agua en el punto sublunar experimenta una atracción más fuerte hacia la Luna que la Tierra debajo de él, pero la Tierra a su vez tiene una atracción más fuerte hacia la Luna que el agua en el lado opuesto del planeta. Así, surge un maremoto, que en el lado de la Tierra que mira hacia la Luna se llama directo y en el lado opuesto, inverso. El primero de ellos es sólo un 5% superior al segundo. Debido a la rotación de la Luna en su órbita alrededor de la Tierra, pasan aproximadamente 12 horas y 25 minutos entre dos mareas altas o dos mareas bajas sucesivas en un lugar determinado. El intervalo entre los puntos culminantes de las sucesivas mareas altas y bajas es de aprox. 6 horas 12 minutos El período de 24 horas y 50 minutos entre dos mareas sucesivas se denomina día de marea (o lunar).
Desigualdades de mareas. Los procesos de marea son muy complejos y hay que tener en cuenta muchos factores para comprenderlos. En todo caso, las características principales vendrán determinadas por: 1) el estadio de desarrollo de la marea con respecto al paso de la Luna; 2) la amplitud de la marea y 3) el tipo de fluctuaciones de la marea, o la forma de la curva del nivel del agua. Numerosas variaciones en la dirección y magnitud de las fuerzas de marea dan lugar a diferencias en la magnitud de las mareas matutinas y vespertinas en un puerto determinado, así como entre las mismas mareas en diferentes puertos. Estas diferencias se llaman desigualdades de mareas.
Efecto semidiurno. Por lo general, en un día, debido a la fuerza de marea principal, la rotación de la Tierra alrededor de su eje, se forman dos ciclos de marea completos. Cuando se ve desde el polo norte de la eclíptica, es obvio que la Luna gira alrededor de la Tierra en la misma dirección en la que la Tierra gira alrededor de su eje: en sentido contrario a las agujas del reloj. Con cada revolución posterior, un punto determinado de la superficie terrestre vuelve a ocupar una posición directamente debajo de la Luna un poco más tarde que durante la revolución anterior. Por este motivo, tanto el flujo como el reflujo de las mareas se retrasan aproximadamente 50 minutos cada día. Este valor se llama retraso lunar.
Desigualdad de medio mes. Este tipo principal de variación se caracteriza por una periodicidad de aproximadamente 143/4 días, que está asociada a la rotación de la Luna alrededor de la Tierra y su paso por fases sucesivas, en particular las sicigias (lunas nuevas y lunas llenas), es decir, momentos en los que el Sol, la Tierra y la Luna se encuentran en la misma línea recta. Hasta ahora sólo hemos tocado la influencia de las mareas de la Luna. El campo gravitacional del Sol también afecta a las mareas, sin embargo, aunque la masa del Sol es mucho mayor que la masa de la Luna, la distancia de la Tierra al Sol es tan mayor que la distancia a la Luna que la fuerza de marea del Sol es menos de la mitad que la de la Luna. Sin embargo, cuando el Sol y la Luna están en la misma línea recta, ya sea en el mismo lado de la Tierra o en lados opuestos (durante la luna nueva o la luna llena), sus fuerzas gravitacionales se suman, actuando a lo largo del mismo eje, y la La marea solar se superpone con la marea lunar. Asimismo, la atracción del Sol aumenta el reflujo provocado por la influencia de la Luna. Como resultado, las mareas aumentan y disminuyen que si fueran causadas únicamente por la gravedad de la Luna. Estas mareas se denominan mareas vivas. Cuando los vectores de fuerza gravitacional del Sol y la Luna son mutuamente perpendiculares (durante las cuadraturas, es decir, cuando la Luna está en el primer o último cuarto), sus fuerzas de marea se oponen, ya que la marea provocada por la atracción del Sol se superpone a la reflujo causado por la Luna. En tales condiciones, las mareas no son tan altas y las mareas no son tan bajas como si se debieran únicamente a la fuerza gravitacional de la Luna. Estos flujos y reflujos intermedios se denominan cuadratura. En este caso, la gama de marcas de marea alta y baja se reduce aproximadamente tres veces en comparación con la marea de primavera. En el Océano Atlántico, tanto las mareas vivas como las de cuadratura suelen retrasarse un día con respecto a la fase correspondiente de la Luna. En el Océano Pacífico, este retraso es de sólo 5 horas. En los puertos de Nueva York y San Francisco y en el Golfo de México, las mareas vivas son un 40% más altas que las de cuadratura.
Desigualdad paraláctica lunar. El período de fluctuaciones en la altura de las mareas, resultante del paralaje lunar, es de 271/2 días. La razón de esta desigualdad es el cambio en la distancia de la Luna a la Tierra durante la rotación de esta última. Debido a la forma elíptica de la órbita lunar, la fuerza de marea de la Luna en el perigeo es un 40% mayor que en el apogeo. Este cálculo es válido para el Puerto de Nueva York, donde el efecto de la Luna en el apogeo o perigeo suele retrasarse aproximadamente 11/2 días con respecto a la fase correspondiente de la Luna. Para el puerto de San Francisco, la diferencia en las alturas de las mareas debido a que la Luna está en perigeo o apogeo es sólo del 32%, y siguen las fases correspondientes de la Luna con un retraso de dos días.
Desigualdad diaria. El período de esta desigualdad es de 24 horas 50 minutos. Las razones de su aparición son la rotación de la Tierra alrededor de su eje y un cambio en la declinación de la Luna. Cuando la Luna está cerca del ecuador celeste, las dos mareas altas de un día determinado (así como las dos mareas bajas) difieren ligeramente, y las alturas de las aguas altas y bajas de la mañana y de la tarde son muy cercanas. Sin embargo, a medida que aumenta la declinación norte o sur de la Luna, las mareas matutinas y vespertinas del mismo tipo difieren en altura, y cuando la Luna alcanza su mayor declinación norte o sur, esta diferencia es mayor. También se conocen mareas tropicales, llamadas así porque la Luna está casi por encima de los trópicos del Norte o del Sur. La desigualdad diurna no afecta significativamente las alturas de dos mareas bajas sucesivas en el Océano Atlántico, e incluso su efecto sobre las alturas de las mareas es pequeño en comparación con la amplitud general de las fluctuaciones. Sin embargo, en el Océano Pacífico, la variabilidad diurna es tres veces mayor en los niveles de marea baja que en los de marea alta.
Desigualdad semestral. Su causa es la revolución de la Tierra alrededor del Sol y el correspondiente cambio en la declinación del Sol. Dos veces al año durante varios días durante los equinoccios, el Sol está cerca del ecuador celeste, es decir. su declinación es cercana a 0°. La Luna también se ubica cerca del ecuador celeste durante aproximadamente 24 horas cada medio mes. Así, durante los equinoccios hay periodos en los que las declinaciones tanto del Sol como de la Luna son aproximadamente 0°. El efecto total de generación de mareas de la atracción de estos dos cuerpos en esos momentos se manifiesta más notablemente en áreas ubicadas cerca del ecuador terrestre. Si al mismo tiempo la Luna se encuentra en fase de luna nueva o luna llena, se produce la llamada. mareas de primavera equinocciales.
Desigualdad de paralaje solar. El período de manifestación de esta desigualdad es de un año. Su causa es el cambio en la distancia de la Tierra al Sol durante el movimiento orbital de la Tierra. Una vez por cada revolución alrededor de la Tierra, la Luna se encuentra a su distancia más corta de ella en el perigeo. Una vez al año, alrededor del 2 de enero, la Tierra, moviéndose en su órbita, también alcanza el punto de mayor aproximación al Sol (perihelio). Cuando estos dos momentos de máxima aproximación coinciden, provocando la mayor fuerza de marea neta, se pueden esperar niveles de marea más altos y niveles de marea más bajos. Asimismo, si el paso del afelio coincide con el apogeo, se producen mareas más bajas y menos profundas.
Métodos de observación y previsión de alturas de marea. Los niveles de marea se miden utilizando varios tipos de dispositivos. Una varilla de pie es una varilla normal con una escala en centímetros impresa, unida verticalmente a un muelle o a un soporte sumergido en agua de modo que la marca cero esté por debajo del nivel más bajo de la marea baja. Los cambios de nivel se leen directamente desde esta escala.
Varilla flotadora. Estas barras de pie se utilizan cuando las olas constantes o el oleaje poco profundo dificultan la determinación del nivel en una escala fija. Dentro de un pozo de contención (cámara hueca o tubería) montado verticalmente en el fondo del mar, se coloca un flotador, que está conectado a un puntero montado en una escala fija o a un lápiz registrador. El agua ingresa al pozo a través de un pequeño orificio ubicado muy por debajo del nivel mínimo del mar. Sus cambios de marea se transmiten a través del flotador a los instrumentos de medición.
Registrador hidrostático del nivel del mar. Se coloca un bloque de bolsas de goma a cierta profundidad. A medida que cambia la altura de la marea (capa de agua), también cambia la presión hidrostática, que se registra mediante instrumentos de medición. También se pueden utilizar dispositivos de registro automático (mareógrafos) para obtener un registro continuo de las fluctuaciones de las mareas en cualquier punto.
Tablas de mareas. Hay dos métodos principales utilizados para compilar tablas de mareas: armónicos y no armónicos. El método no armónico se basa enteramente en resultados observacionales. Además, se intervienen las características de las aguas del puerto y algunos datos astronómicos básicos (el ángulo horario de la Luna, el tiempo de su paso por el meridiano celeste, fases, declinación y paralaje). Después de realizar ajustes por los factores enumerados, calcular el momento de inicio y el nivel de la marea para cualquier puerto es un procedimiento puramente matemático. El método armónico es en parte analítico y en parte se basa en observaciones de las alturas de las mareas realizadas durante al menos un mes lunar. Para confirmar este tipo de pronóstico para cada puerto se requieren largas series de observaciones, ya que las distorsiones surgen por fenómenos físicos como la inercia y la fricción, así como por la compleja configuración de las costas de la zona de aguas y las características de la topografía del fondo. . Dado que los procesos de marea se caracterizan por la periodicidad, se les aplica el análisis de vibraciones armónicas. Se considera que la marea observada es el resultado de la suma de una serie de maremotos de componentes simples, cada uno de los cuales es causado por una de las fuerzas de marea o uno de los factores. Para una solución completa, se utilizan 37 de estos componentes simples, aunque en algunos casos los componentes adicionales más allá de los 20 básicos son insignificantes. La sustitución simultánea de 37 constantes en la ecuación y su solución real se realiza en una computadora.
Mareas y corrientes de los ríos. La interacción de las mareas y las corrientes fluviales es claramente visible cuando los grandes ríos desembocan en el océano. Las alturas de las mareas en bahías, estuarios y estuarios pueden aumentar significativamente como resultado del aumento de los caudales en los arroyos marginales, especialmente durante las inundaciones. Al mismo tiempo, las mareas oceánicas penetran ríos arriba en forma de corrientes de marea. Por ejemplo, en el río Hudson un maremoto alcanza una distancia de 210 km desde la desembocadura. Las corrientes de marea generalmente viajan río arriba hasta cascadas o rápidos impenetrables. Durante las mareas altas, las corrientes de los ríos son más rápidas que durante las mareas bajas. La velocidad máxima de las corrientes de marea alcanza los 22 km/h.
Bor. Cuando el agua, puesta en movimiento bajo la influencia de una marea alta, limita su movimiento por un canal estrecho, se forma una ola bastante empinada que se mueve río arriba en un solo frente. Este fenómeno se llama maremoto o maremoto. Estas olas se observan en ríos mucho más altos que sus desembocaduras, donde la combinación de fricción y corriente del río impide en gran medida la propagación de la marea. Es conocido el fenómeno de la formación de boro en la Bahía de Fundy en Canadá. Cerca de Moncton (Nuevo Brunswick), el río Pticodiac desemboca en la bahía de Fundy, formando un arroyo marginal. En aguas bajas su ancho es de 150 m y cruza la franja de secado. Durante la marea alta, una pared de agua de 750 m de largo y 60-90 cm de alto se precipita río arriba en un vórtice sibilante y hirviente. El bosque de pinos más grande conocido, de 4,5 m de altura, se forma en el río Fuchunjiang, que desemboca en la bahía de Hanzhou. Véase también BOR. Una cascada invertida (dirección inversa) es otro fenómeno asociado con las mareas en los ríos. Un ejemplo típico es la cascada del río Saint John (Nuevo Brunswick, Canadá). Aquí, a través de un estrecho desfiladero, el agua durante la marea alta penetra en una cuenca situada por encima del nivel bajo del agua, pero ligeramente por debajo del nivel alto del agua en el mismo desfiladero. Así surge una barrera a través de la cual el agua forma una cascada. Durante la marea baja, el agua fluye río abajo a través de un pasaje estrecho y, superando un saliente submarino, forma una cascada normal. Durante la marea alta, una ola empinada que penetra el desfiladero cae como una cascada en la cuenca situada encima. El flujo de retroceso continúa hasta que los niveles del agua a ambos lados del umbral son iguales y la marea comienza a bajar. Luego se restablece la cascada que mira hacia abajo. La diferencia media del nivel del agua en el desfiladero es de aprox. 2,7 m, sin embargo, durante las mareas más altas, la altura de la cascada directa puede superar los 4,8 m, y la inversa, 3,7 m.
Mayores amplitudes de marea. La marea más alta del mundo es generada por fuertes corrientes en Minas Bay en la Bahía de Fundy. Las fluctuaciones de las mareas aquí se caracterizan por un curso normal con un período semidiurno. El nivel del agua durante la marea alta a menudo aumenta más de 12 m en seis horas y luego baja la misma cantidad durante las siguientes seis horas. Cuando el efecto de la marea viva, la posición de la Luna en el perigeo y la declinación máxima de la Luna ocurren el mismo día, el nivel de la marea puede alcanzar los 15 m. Esta amplitud excepcionalmente grande de las fluctuaciones de las mareas se debe en parte al embudo. Forma moldeada de la Bahía de Fundy, donde las profundidades disminuyen y las costas se acercan hacia la parte superior de la bahía.
Viento y clima. El viento tiene una influencia significativa en los fenómenos de marea. El viento del mar empuja el agua hacia la costa, la altura de la marea aumenta por encima de lo normal y durante la marea baja el nivel del agua también supera la media. Por el contrario, cuando el viento sopla desde tierra, el agua se aleja de la costa y el nivel del mar baja. Debido al aumento de la presión atmosférica sobre una vasta superficie de agua, el nivel del agua disminuye, a medida que se suma el peso superpuesto de la atmósfera. Cuando la presión atmosférica aumenta en 25 mm Hg. Art., el nivel del agua desciende aproximadamente 33 cm. La disminución de la presión atmosférica provoca un aumento correspondiente en el nivel del agua. En consecuencia, una fuerte caída de la presión atmosférica combinada con vientos huracanados puede provocar un aumento notable del nivel del agua. Estas olas, aunque se denominan de marea, en realidad no están asociadas con la influencia de las fuerzas de marea y no tienen la periodicidad característica de los fenómenos de marea. La formación de estas ondas puede estar asociada a vientos huracanados o a terremotos submarinos (en este último caso se denominan ondas marinas sísmicas o tsunamis).
Utilizando energía mareomotriz. Se han desarrollado cuatro métodos para aprovechar la energía de las mareas, pero el más práctico es crear un sistema de piscinas de mareas. Al mismo tiempo, en el sistema de esclusas se aprovechan las fluctuaciones del nivel del agua asociadas a los fenómenos de marea, de modo que se mantiene constantemente una diferencia de nivel, lo que permite generar energía. El poder de las centrales mareomotrices depende directamente del área de las piscinas trampa y de la diferencia de nivel potencial. Este último factor, a su vez, es función de la amplitud de las fluctuaciones de las mareas. La diferencia de nivel alcanzable es, con diferencia, la más importante para la generación de energía, aunque el coste de las estructuras depende de la superficie de las cuencas. Actualmente, grandes centrales mareomotrices funcionan en Rusia, en la península de Kola y en Primorie, en Francia, en el estuario del río Rance, en China, cerca de Shanghai, y en otras zonas del mundo.
LITERATURA
Shuleikin V.V. Física del mar. M., 1968 Harvey J. Atmósfera y océano. M., 1982 Drake Ch., Imbrie J., Knaus J., Turekian K. El océano por sí mismo y para nosotros. M., 1982

Enciclopedia de Collier. - Sociedad Abierta. 2000 .

Hay una subida y bajada de agua. Este es el fenómeno de los flujos y reflujos del mar. Ya en la antigüedad, los observadores notaron que la marea llega algún tiempo después de la culminación de la Luna en el lugar de observación. Además, las mareas son más fuertes en los días de luna nueva y llena, cuando los centros de la Luna y el Sol se encuentran aproximadamente en la misma línea recta.

Teniendo esto en cuenta, I. Newton explicó las mareas por la acción de la gravedad de la Luna y el Sol, es decir, por el hecho de que diferentes partes de la Tierra son atraídas por la Luna de diferentes maneras.

La Tierra gira alrededor de su eje mucho más rápido que la Luna alrededor de la Tierra. Como resultado, la joroba de marea (la posición relativa de la Tierra y la Luna se muestra en la Figura 38) se mueve, un maremoto recorre la Tierra y surgen corrientes de marea. A medida que la ola se acerca a la orilla, su altura aumenta a medida que sube el fondo. En los mares interiores, la altura de un maremoto es de sólo unos pocos centímetros, pero en mar abierto alcanza aproximadamente un metro. En bahías estrechas y bien ubicadas, la altura de la marea aumenta varias veces más.

La fricción del agua contra el fondo, así como la deformación de la capa sólida de la Tierra, van acompañadas de la liberación de calor, lo que conduce a la disipación de energía del sistema Tierra-Luna. Dado que la joroba de marea está al este, la marea máxima ocurre después del clímax de la Luna, la atracción de la joroba hace que la Luna se acelere y la rotación de la Tierra se ralentice. La Luna se aleja gradualmente de la Tierra. De hecho, los datos geológicos muestran que en el período Jurásico (hace 190-130 millones de años) las mareas eran mucho más altas y los días más cortos. Cabe señalar que cuando la distancia a la Luna disminuye 2 veces, la altura de la marea aumenta 8 veces. Actualmente, el día aumenta 0,00017 s por año. Así, dentro de unos 1.500 millones de años su duración aumentará hasta los 40 días actuales. Un mes tendrá la misma duración. Como resultado, la Tierra y la Luna siempre estarán enfrentadas por el mismo lado. Después de esto, la Luna comenzará a acercarse gradualmente a la Tierra y después de 2 a 3 mil millones de años será destrozada por las fuerzas de marea (si, por supuesto, para entonces el sistema solar todavía existe).

La influencia de la luna en la marea

Consideremos, siguiendo a Newton, con más detalle las mareas provocadas por la atracción de la Luna, ya que la influencia del Sol es significativamente (2,2 veces) menor.

Anotemos expresiones de las aceleraciones provocadas por la atracción de la Luna para diferentes puntos de la Tierra, teniendo en cuenta que para todos los cuerpos en un punto determinado del espacio estas aceleraciones son las mismas. En el sistema de referencia inercial asociado al centro de masa del sistema, los valores de aceleración serán:

A A = -GM / (R - r) 2 , a B = GM / (R + r) 2 , a O = -GM / R 2 ,

Dónde una una, una o, una B— aceleraciones causadas por la atracción de la Luna en puntos A, oh, B(Figura 37); METRO— masa de la Luna; r— radio de la Tierra; R- la distancia entre los centros de la Tierra y la Luna (para los cálculos se puede tomar igual a 60 r); GRAMO— constante gravitacional.

Pero vivimos en la Tierra y realizamos todas las observaciones en un sistema de referencia asociado con el centro de la Tierra, y no con el centro de masa de la Tierra: la Luna. Para llegar a este sistema, es necesario restar la aceleración del centro de la Tierra a todas las aceleraciones. Entonces

A’ A = -GM ☾ / (R - r) 2 + GM ☾ / R 2 , a’ B = -GM ☾ / (R + r) 2 + GM / R 2 .

Realicemos las acciones entre paréntesis y tengamos en cuenta que r poco comparado con R y en sumas y diferencias puede despreciarse. Entonces

A’ A = -GM / (R - r) 2 + GM ☾ / R 2 = GM ☾ (-2Rr + r 2) / R 2 (R - r) 2 = -2GM ☾ r / R 3 .

Aceleración a’A Y a’B idénticos en magnitud, opuestos en dirección, cada uno dirigido desde el centro de la Tierra. ellos son llamados aceleraciones de marea. En puntos do Y D Las aceleraciones de marea son de menor magnitud y se dirigen hacia el centro de la Tierra.

Aceleraciones de marea son aceleraciones que surgen en un sistema de referencia asociado a un cuerpo debido a que, debido a las dimensiones finitas de este cuerpo, sus diferentes partes son atraídas de manera diferente por el cuerpo perturbador. En puntos A Y B la aceleración de la gravedad resulta ser menor que en los puntos do Y D(Figura 37). En consecuencia, para que la presión a la misma profundidad sea la misma (como en los vasos comunicantes) en estos puntos, el agua debe subir, formando la llamada joroba de marea. Los cálculos muestran que la subida del agua o de la marea en mar abierto es de unos 40 cm. En aguas costeras es mucho mayor, y el récord es de unos 18 m. La teoría de Newton no puede explicarlo.

En las costas de muchos mares exteriores se puede ver una imagen interesante: las redes de pesca se extienden a lo largo de la orilla, no lejos del agua. Además, estas redes no se instalaban para secar, sino para pescar. Si te quedas en la orilla y miras el mar, todo se aclarará. Ahora el agua empieza a subir, y donde hace apenas unas horas había un banco de arena, las olas chapoteaban. Cuando el agua retrocedió, aparecieron redes en las que los peces enredados brillaban con escamas. Los pescadores rodearon las redes y retiraron sus capturas. Material del sitio

Así describe un testigo el inicio de la marea: “Llegamos al mar”, me dijo un compañero de viaje. Miré a mi alrededor desconcertado. Frente a mí realmente había una orilla: un rastro de ondas, el cadáver medio enterrado de una foca, raros trozos de madera flotante, fragmentos de conchas. Y luego había una extensión plana... y no había mar. Pero después de unas tres horas, la línea inmóvil del horizonte empezó a respirar y se agitó. Y ahora el oleaje del mar empezó a brillar detrás de ella. La marea avanzaba incontrolablemente sobre la superficie gris. Las olas se adelantaron unas a otras y corrieron hacia la orilla. Las rocas distantes se hundieron una tras otra, y alrededor solo se ve agua. Me lanza spray salado a la cara. En lugar de una llanura muerta, la extensión de agua vive y respira frente a mí”.

Cuando un maremoto entra en la bahía, que tiene planta en forma de embudo, las orillas de la bahía parecen comprimirla, provocando que la altura de la marea aumente varias veces. Así, en la bahía de Fundy, frente a la costa oriental de América del Norte, la altura de la marea alcanza los 18 m. En Europa, las mareas más altas (hasta 13,5 metros) se producen en Bretaña, cerca de la ciudad de Saint-Malo.

Muy a menudo un maremoto entra en la boca.

El nivel de la superficie del agua en los mares y océanos de nuestro planeta cambia periódicamente y fluctúa en ciertos intervalos. Estas oscilaciones periódicas son mareas del mar.

Imagen de las mareas del mar.

para visualizar imagen del flujo y reflujo del mar, imagina que estás parado en la orilla inclinada del océano, en alguna bahía, a 200-300 metros del agua. Hay muchos objetos diferentes en la arena: un ancla vieja, un poco más cerca un gran montón de piedra blanca.

Ahora, no muy lejos, se encuentra el casco de hierro de un pequeño barco que ha caído de costado. La parte inferior de su casco en la proa está muy dañada. Evidentemente, un día este barco, al estar no lejos de la orilla, echó anclas. Este accidente se produjo, con toda probabilidad, durante la marea baja y, al parecer, el barco llevaba muchos años en este lugar, ya que casi todo su casco estaba cubierto de óxido marrón. Se inclina a considerar que el culpable del accidente del barco fue el capitán descuidado.

Al parecer, el ancla fue el arma punzante con la que golpeó el barco que había caído de costado. Estás buscando este ancla y no la encuentras. ¿Adónde pudo haber ido? Entonces te das cuenta de que el agua ya se acerca a un montón de piedras blancas, y luego te das cuenta de que el ancla que viste hace tiempo que está inundada por un maremoto. El agua “pisa” la orilla, continúa subiendo cada vez más. Ahora el montón de piedras blancas resultó estar casi completamente escondido bajo el agua.

Fenómenos de las mareas marinas.

Fenómenos de las mareas marinas. La gente ha estado asociada durante mucho tiempo con el movimiento de la Luna, pero esta conexión siguió siendo un misterio hasta que el brillante matemático isaac newton No explicó sobre la base de la ley de gravedad que descubrió. La causa de estos fenómenos es el efecto de la gravedad de la Luna sobre la capa de agua de la Tierra.

Todavía famoso Galileo Galilei conectó el flujo y reflujo de las mareas con la rotación de la Tierra y vio en esta una de las pruebas más fundamentadas y confiables de la validez de las enseñanzas de Nicolás Copérnico (más detalles :). La Academia de Ciencias de París en 1738 concedió un premio a quien hiciera la presentación más fundamentada de la teoría de las mareas.

A continuación se recibió el premio. Euler, Maclaurin, D. Bernoulli y Cavalieri. Los tres primeros tomaron como base de su trabajo la ley de gravitación de Newton, y el jesuita Cavalieri explicó las mareas basándose en la hipótesis de los vórtices de Descartes. Sin embargo, las obras más destacadas en este ámbito pertenecen a Newton y Laplace, y todas las investigaciones posteriores se basan en los hallazgos de estos grandes científicos.

Cómo explicar el fenómeno del flujo y reflujo

¿Cómo más claramente Explicar el fenómeno del flujo y reflujo.. Si, por simplicidad, asumimos que la superficie de la Tierra está completamente cubierta de agua y miramos el globo desde uno de sus polos, entonces la imagen de los flujos y reflujos del mar se puede presentar de la siguiente manera.

atracción lunar

La parte de la superficie de nuestro planeta que mira a la Luna es la más cercana a ella; como resultado, está expuesto a una mayor fuerza gravedad lunar, que, por ejemplo, la parte central de nuestro planeta y, por tanto, es atraído hacia la Luna más que el resto de la Tierra. Debido a esto, se forma una joroba de marea en el lado que mira a la Luna.

Al mismo tiempo, en el lado opuesto de la Tierra, el menos expuesto a la gravedad de la Luna, aparece la misma joroba de marea. Por tanto, la Tierra adopta la forma de una figura algo alargada a lo largo de una línea recta que conecta los centros de nuestro planeta y la Luna.

Así, en dos lados opuestos de la Tierra, ubicados en la misma línea recta que pasa por los centros de la Tierra y la Luna, se forman dos grandes jorobas, dos enormes crecidas de agua.

Al mismo tiempo, en los otros dos lados de nuestro planeta, ubicados en un ángulo de noventa grados con respecto a los puntos de marea máxima mencionados anteriormente, se producen las mareas bajas más grandes. Aquí el agua cae más que en cualquier otro lugar de la superficie del mundo. La línea que une estos puntos durante la marea baja se acorta un poco y, por tanto, crea la impresión de un aumento en el alargamiento de la Tierra en la dirección de los puntos máximos de la marea alta.

Debido a la gravedad lunar, estos puntos de marea máxima mantienen constantemente su posición con respecto a la Luna, pero como la Tierra gira alrededor de su eje, durante el día parecen moverse por toda la superficie del globo. Es por eso en cada zona hay dos mareas altas y dos bajas durante el día.

Flujos y reflujos solares

El Sol, al igual que la Luna, produce flujos y reflujos por la fuerza de su gravedad. Pero se encuentra a una distancia mucho mayor de nuestro planeta en comparación con la Luna, y las mareas solares que se producen en la Tierra son casi dos veces y media menores que las lunares. Es por eso mareas solares, no se observan por separado, sino que sólo se considera su influencia en la magnitud de las mareas lunares.

Así, por ejemplo, Las mareas marinas más altas ocurren durante las lunas llenas y nuevas., ya que en este momento la Tierra, la Luna y el Sol están en la misma línea recta, y nuestra luz del día aumenta la atracción de la Luna con su atracción.

Por el contrario, cuando observamos la Luna en el primer o último cuarto (fase), hay mareas marinas más bajas. Esto se explica por el hecho de que en en este caso marea lunar coincide con reflujo solar. El efecto de la gravedad lunar se reduce por la cantidad de gravedad del Sol.

Fricción de marea

« Fricción de marea", existente en nuestro planeta, afecta a su vez la órbita lunar, ya que el maremoto provocado por la gravedad lunar tiene un efecto inverso sobre la Luna, creando una tendencia a acelerar su movimiento. Como resultado, la Luna se aleja gradualmente de la Tierra, su período de revolución aumenta y, con toda probabilidad, se queda un poco atrás en su movimiento.

La magnitud de las mareas marinas.

Además de la posición relativa en el espacio del Sol, la Tierra y la Luna, en la magnitud de las mareas del mar En cada zona individual influye la forma del fondo marino y la naturaleza de la costa. También se sabe que en mares cerrados, como los mares de Aral, Caspio, Azov y Negro, casi nunca se observan flujos y reflujos.

Es difícil detectarlos en mares abiertos; aquí las mareas apenas llegan al metro, el nivel del agua sube muy poco. Pero en algunas bahías hay mareas de una magnitud tan colosal que el agua sube a una altura de más de diez metros y en algunos lugares inunda espacios colosales.

Flujos y reflujos en el aire y las capas sólidas de la Tierra.

Flujos y reflujos también sucede en el aire y las capas sólidas de la Tierra.. Apenas notamos estos fenómenos en las capas inferiores de la atmósfera. A modo de comparación, señalamos que no se observan flujos y reflujos en el fondo de los océanos. Esta circunstancia se explica por el hecho de que en los procesos de marea participan principalmente las capas superiores de la capa de agua. Los flujos y reflujos en la envoltura de aire sólo pueden detectarse mediante la observación a muy largo plazo de los cambios en la presión atmosférica.

En cuanto a la corteza terrestre, cada parte de ella, debido a la acción de las mareas de la Luna, se eleva dos veces durante el día y cae dos veces en unos varios decímetros. En otras palabras, las fluctuaciones en la capa sólida de nuestro planeta son aproximadamente tres veces menores en magnitud que las fluctuaciones en el nivel de la superficie de los océanos. Así, nuestro planeta parece estar respirando todo el tiempo, respirando y exhalando profundamente, y su capa exterior, como el pecho de un gran héroe milagroso, sube o baja un poco.

Estos procesos que ocurren en la capa sólida de la Tierra sólo pueden detectarse con la ayuda de instrumentos utilizados para registrar terremotos.

Cabe señalar que Los flujos y reflujos ocurren en otros cuerpos del mundo. y tener un enorme impacto en su desarrollo.

Si la Luna estuviera inmóvil en relación con la Tierra, entonces, en ausencia de otros factores que influyan en el retraso del maremoto, se producirían dos mareas altas y dos mareas bajas cada 6 horas en cualquier lugar del mundo cada 6 horas.

Pero como la Luna gira continuamente alrededor de la Tierra y, además, en la misma dirección en la que nuestro planeta gira alrededor de su eje, se produce un cierto retraso: la Tierra logra girar hacia la Luna con cada parte no en 24 horas, sino en aproximadamente 24 horas y 50 minutos. Por tanto, en cada zona, el flujo o reflujo de la marea no dura exactamente 6 horas, sino unas 6 horas y 12,5 minutos.

mareas alternas

Además, cabe señalar que la corrección mareas alternas se viola dependiendo de la naturaleza de la ubicación de los continentes en nuestro planeta y de la continua fricción del agua en la superficie de la Tierra. Estas irregularidades en la alternancia alcanzan a veces varias horas.

Así, el agua “más alta” no se produce en el momento de la culminación de la Luna, como debería ser según la teoría, sino unas horas más tarde que el paso de la Luna por el meridiano; este retraso se denomina reloj aplicado por el puerto y en ocasiones alcanza las 12 horas.

Anteriormente, se creía ampliamente que el flujo y reflujo de las mareas marinas estaban asociados con las corrientes marinas. Ahora todo el mundo sabe que se trata de fenómenos de otro orden. Una marea es un tipo de movimiento ondulatorio, similar al provocado por el viento.

¿A quién no le gustaría dar un paseo hasta el fondo del mar? "¡Esto es imposible! - exclamas. “¡Para esto se necesita al menos un cajón!” ¿Pero no sabes que dos veces al día se abren a la vista grandes extensiones de fondo marino? Es cierto, ¡ay de quien decida permanecer en esta “exposición” más allá del tiempo establecido! El fondo marino se abre durante la marea baja.

- este es un cambio de marea alta y baja. Este es uno de los misterios de la naturaleza. Muchos científicos naturales intentaron solucionarlo: Kepler quien descubrió la ley del movimiento planetario, Newton , estableció las leyes básicas del movimiento, el científico francés Laplace , quien estudió el origen de los cuerpos celestes..

El viento crea olas en el mar. Pero el viento es demasiado débil para controlar la marea. Incluso una tormenta sólo puede ayudar con la marea. ¿Qué fuerzas gigantescas hacen un trabajo tan duro?

La influencia de la Luna en el flujo y reflujo de las mareas.

Tres gigantes luchan por los océanos del mundo: El Sol, la Luna y la Tierra misma. El sol es el más fuerte, pero está demasiado lejos de nosotros para ser el ganador. El movimiento de las masas de agua en la Tierra está controlado principalmente por la Luna. Situada a una distancia de 384.000 kilómetros de la Tierra, regula el “pulso” de los océanos. Como un enorme imán, la Luna atrae masas de agua varios metros hacia arriba, mientras la Tierra gira sobre su eje.

Aunque la diferencia entre la altura de la marea alta y la marea baja no es de media más de 4 metros, el trabajo que realiza la Luna es enorme. Equivale a 11 billones de caballos de fuerza. Si este número se escribe solo con dígitos, tendrá 18 ceros y se verá así: 11.000.000.000.000.000.000 No puedes reunir tantos caballos, incluso si conduces manadas desde todos los “confines” del mundo.

Flujos y reflujos: fuentes de energía

Después del sol flujo y reflujo- el más grande fuentes de energía. Podrían dar electricidad a todo el mundo. Desde tiempos inmemoriales, el hombre ha intentado obligar a la Luna a servirle. En China y otros países, las mareas han cambiado desde hace mucho tiempo.

En 1913 se puso en funcionamiento la primera central eléctrica “lunar” en el Mar del Norte, cerca de Husum. En Inglaterra, Francia, Estados Unidos y especialmente en Argentina, que sufre escasez de combustible, se han creado muchos proyectos audaces para la construcción de estaciones mareográficas. Sin embargo, los ingenieros soviéticos fueron más lejos y crearon un proyecto para la construcción de una presa de 100 kilómetros de largo y 15 metros de alto en la bahía de Mezen en el Mar Blanco.

Durante la marea alta, detrás de la presa se forma un embalse con una capacidad de 2 mil kilómetros cuadrados. Dos mil turbogeneradores producirán 36 mil millones de kilovatios-hora. Esta cantidad de energía fue producida en 1929 por Francia, Italia y Suiza juntas. Un kilovatio-hora de esta energía costará alrededor de un centavo. Desafortunadamente, el "pulso" mareas del mar late con fuerza desigual, como el pulso humano. Las mareas no proporcionan un flujo de agua constante y uniforme, lo que dificulta la implementación del proyecto.

La marea es más fuerte cuando el Sol y la Luna atraen masas de agua en la misma dirección. Mareas, en las que el nivel del agua sube a 20 metros., sucede cuando luna llena y joven. Se les llama "sizigia". En el primer y último trimestre del mes. cuando la Luna está en ángulo recto con el Sol, las mareas están en su punto más bajo y se llaman “cuadratura”.

El flujo y reflujo del mar es muy importante para la navegación., y por tanto su ofensiva calcular de antemano. Este cálculo es tan difícil que se necesitan muchas semanas para elaborar el calendario anual de mareas. Pero la mente inventiva del hombre ha creado una computadora cuyo “cerebro electrónico” produce pronósticos de mareas con dos días de anticipación. El calendario de mareas muestra que los maremotos viajan por todo el mundo a intervalos regulares. Desde las orillas del mar nacen en los ríos.

UNIVERSIDAD ESTATAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL DE MOSCÚ

Resumen sobre "Ciencias de la Tierra"

Sujeto: "Reflujos y flujos"

Terminado:

Alumno del grupo N-30

Tsvetkov E.N.

Comprobado:

Petrova I.F.

Moscú, 2003

Definición.

Flujos y reflujos, fluctuaciones periódicas en los niveles del agua (subidas y bajadas) en áreas de agua de la Tierra, que son causadas por la atracción gravitacional de la Luna y el Sol que actúan sobre la Tierra en rotación. Todas las grandes masas de agua, incluidos océanos, mares y lagos, están sujetas a mareas en un grado u otro, aunque en los lagos son pequeñas.

El nivel de agua más alto observado en un día o medio día durante la marea alta se llama marea alta, el nivel más bajo durante la marea baja se llama marea baja, y el momento en que se alcanzan estas marcas de nivel máximo se llama estado (o etapa) de marea alta. marea o marea baja, respectivamente. El nivel medio del mar es un valor condicional, por encima del cual se encuentran las marcas de nivel durante las mareas altas y por debajo durante las mareas bajas. Este es el resultado de promediar grandes series de observaciones urgentes. La marea alta (o marea baja) promedio es un valor promedio calculado a partir de una gran serie de datos sobre niveles altos o bajos de agua. Ambos niveles intermedios están atados a la barra de pie local.

Las fluctuaciones verticales del nivel del agua durante las mareas altas y bajas están asociadas con movimientos horizontales de masas de agua en relación con la costa. Estos procesos se complican por las oleadas de viento, la escorrentía de los ríos y otros factores. Los movimientos horizontales de masas de agua en la zona costera se denominan corrientes de marea (o marea), mientras que las fluctuaciones verticales en los niveles del agua se denominan flujos y reflujos. Todos los fenómenos asociados con flujos y reflujos se caracterizan por la periodicidad. Las corrientes de marea invierten periódicamente su dirección, mientras que las corrientes oceánicas, que se mueven de forma continua y unidireccional, están determinadas por la circulación general de la atmósfera y cubren grandes áreas del océano abierto.

Durante los intervalos de transición de marea alta a marea baja y viceversa, es difícil establecer la tendencia de la corriente de marea. En esta época (no siempre coincidiendo con la marea alta o baja) se dice que el agua se “estanca”.

Las mareas altas y bajas se alternan cíclicamente de acuerdo con las condiciones astronómicas, hidrológicas y meteorológicas cambiantes. La secuencia de las fases de marea está determinada por dos máximos y dos mínimos en el ciclo diario.

La esencia del fenómeno.

Aunque el Sol desempeña un papel importante en los procesos de mareas, el factor decisivo en su desarrollo es la atracción gravitacional de la Luna. El grado de influencia de las fuerzas de marea sobre cada partícula de agua, independientemente de su ubicación en la superficie terrestre, está determinado por la ley de gravitación universal de Newton. Esta ley establece que dos partículas materiales se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de las masas de ambas partículas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Se entiende que cuanto mayor es la masa de los cuerpos, mayor es la fuerza de atracción mutua que surge entre ellos (a igual densidad, un cuerpo más pequeño creará menos atracción que uno más grande). La ley también significa que cuanto mayor es la distancia entre dos cuerpos, menor es la atracción entre ellos. Dado que esta fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre dos cuerpos, el factor de distancia juega un papel mucho más importante en la determinación de la magnitud de la fuerza de marea que las masas de los cuerpos.

La atracción gravitacional de la Tierra, que actúa sobre la Luna y la mantiene en órbita cercana a la Tierra, es opuesta a la fuerza de atracción de la Tierra por la Luna, que tiende a mover la Tierra hacia la Luna y "levanta" todos los objetos ubicados. en la Tierra en dirección a la Luna. El punto de la superficie terrestre situado directamente debajo de la Luna está a sólo 6.400 km del centro de la Tierra y en promedio a 386.063 km del centro de la Luna. Además, la masa de la Tierra es 81,3 veces la masa de la Luna. Así, en este punto de la superficie terrestre, la gravedad de la Tierra que actúa sobre cualquier objeto es aproximadamente 300 mil veces mayor que la gravedad de la Luna. Es una idea común que el agua en la Tierra directamente debajo de la Luna se eleva en dirección a la Luna, lo que hace que el agua fluya lejos de otros lugares de la superficie de la Tierra, pero como la gravedad de la Luna es tan pequeña en comparación con la de la Tierra, no sería así. sería suficiente para levantar tanta agua.

Sin embargo, los océanos, mares y grandes lagos de la Tierra, al ser grandes cuerpos líquidos, pueden moverse libremente bajo la influencia de fuerzas laterales, y cualquier ligera tendencia a moverse horizontalmente los pone en movimiento. Todas las aguas que no están directamente debajo de la Luna están sujetas a la acción del componente de la fuerza gravitacional de la Luna dirigida tangencialmente (tangencialmente) a la superficie de la Tierra, así como a su componente dirigida hacia afuera, y están sujetas a un desplazamiento horizontal con respecto al sólido. la corteza terrestre. Como resultado, el agua fluye desde áreas adyacentes de la superficie terrestre hacia un lugar ubicado debajo de la Luna. La acumulación de agua resultante en un punto bajo la Luna forma allí una marea. El maremoto en mar abierto tiene una altura de sólo 30 a 60 cm, pero aumenta significativamente cuando se acerca a las costas de continentes o islas.

Debido al movimiento del agua desde áreas vecinas hacia un punto bajo la Luna, se producen reflujos de agua correspondientes en otros dos puntos alejados de ella a una distancia igual a un cuarto de la circunferencia de la Tierra. Es interesante observar que la disminución del nivel del mar en estos dos puntos va acompañada de un aumento del nivel del mar no sólo en el lado de la Tierra que mira a la Luna, sino también en el lado opuesto. Este hecho también se explica por la ley de Newton. Dos o más objetos ubicados a diferentes distancias de la misma fuente de gravedad y, por lo tanto, sometidos a una aceleración de la gravedad de diferentes magnitudes, se mueven entre sí, ya que el objeto más cercano al centro de gravedad es el que se siente más atraído por él. El agua en el punto sublunar experimenta una atracción más fuerte hacia la Luna que la Tierra debajo de él, pero la Tierra a su vez tiene una atracción más fuerte hacia la Luna que el agua en el lado opuesto del planeta. Así, surge un maremoto, que en el lado de la Tierra que mira hacia la Luna se llama directo y en el lado opuesto, inverso. El primero de ellos es sólo un 5% superior al segundo.

Debido a la rotación de la Luna en su órbita alrededor de la Tierra, pasan aproximadamente 12 horas y 25 minutos entre dos mareas altas o dos mareas bajas sucesivas en un lugar determinado. El intervalo entre los clímax de las sucesivas mareas altas y bajas es de aprox. 6 horas 12 minutos El período de 24 horas y 50 minutos entre dos mareas sucesivas se denomina día de marea (o lunar).

Desigualdades de mareas. Los procesos de marea son muy complejos y hay que tener en cuenta muchos factores para comprenderlos. En todo caso, las características principales vendrán determinadas por: 1) el estadio de desarrollo de la marea con respecto al paso de la Luna; 2) la amplitud de la marea y 3) el tipo de fluctuaciones de la marea, o la forma de la curva del nivel del agua. Numerosas variaciones en la dirección y magnitud de las fuerzas de marea dan lugar a diferencias en la magnitud de las mareas matutinas y vespertinas en un puerto determinado, así como entre las mismas mareas en diferentes puertos. Estas diferencias se llaman desigualdades de mareas.

Efecto semidiurno. Por lo general, en un día, debido a la fuerza de marea principal, la rotación de la Tierra alrededor de su eje, se forman dos ciclos de marea completos. Cuando se ve desde el polo norte de la eclíptica, es obvio que la Luna gira alrededor de la Tierra en la misma dirección en la que la Tierra gira alrededor de su eje: en sentido contrario a las agujas del reloj. Con cada revolución posterior, un punto determinado de la superficie terrestre vuelve a ocupar una posición directamente debajo de la Luna un poco más tarde que durante la revolución anterior. Por este motivo, tanto el flujo como el reflujo de las mareas se retrasan aproximadamente 50 minutos cada día. Este valor se llama retraso lunar.

Desigualdad de medio mes. Este tipo principal de variación se caracteriza por una periodicidad de aproximadamente 14 3/4 días, que está asociada con la rotación de la Luna alrededor de la Tierra y su paso por fases sucesivas, en particular sizigias (lunas nuevas y lunas llenas), es decir. momentos en los que el Sol, la Tierra y la Luna se encuentran en la misma línea recta. Hasta ahora sólo hemos tocado la influencia de las mareas de la Luna. El campo gravitacional del Sol también afecta a las mareas, sin embargo, aunque la masa del Sol es mucho mayor que la masa de la Luna, la distancia de la Tierra al Sol es tan mayor que la distancia a la Luna que la fuerza de marea del Sol es menos de la mitad que la de la Luna. Sin embargo, cuando el Sol y la Luna están en la misma línea recta, ya sea en el mismo lado de la Tierra o en lados opuestos (durante la luna nueva o la luna llena), sus fuerzas gravitacionales se suman, actuando a lo largo del mismo eje, y la La marea solar se superpone con la marea lunar. Asimismo, la atracción del Sol aumenta el reflujo provocado por la influencia de la Luna. Como resultado, las mareas aumentan y disminuyen que si fueran causadas únicamente por la gravedad de la Luna. Estas mareas se denominan mareas vivas.

Cuando los vectores de fuerza gravitacional del Sol y la Luna son mutuamente perpendiculares (durante las cuadraturas, es decir, cuando la Luna está en el primer o último cuarto), sus fuerzas de marea se oponen, ya que la marea provocada por la atracción del Sol se superpone a la reflujo causado por la Luna. En tales condiciones, las mareas no son tan altas y las mareas no son tan bajas como si se debieran únicamente a la fuerza gravitacional de la Luna. Estos flujos y reflujos intermedios se denominan cuadratura. En este caso, la gama de marcas de marea alta y baja se reduce aproximadamente tres veces en comparación con la marea de primavera. En el Océano Atlántico, tanto las mareas vivas como las de cuadratura suelen retrasarse un día con respecto a la fase correspondiente de la Luna. En el Océano Pacífico, este retraso es de sólo 5 horas. En los puertos de Nueva York y San Francisco y en el Golfo de México, las mareas vivas son un 40% más altas que las de cuadratura.

Lunar El período de fluctuaciones en la altura de las mareas, que se produce debido al paralaje lunar, es de 27 días y medio. La razón de esta desigualdad es el cambio en la distancia de la Luna a la Tierra durante la rotación de esta última. Debido a la forma elíptica de la órbita lunar, la fuerza de marea de la Luna en el perigeo es un 40% mayor que en el apogeo. Este cálculo es válido para el Puerto de Nueva York, donde el efecto de que la Luna esté en apogeo o perigeo suele retrasarse aproximadamente 1 1/2 días con respecto a la fase correspondiente de la Luna. Para el puerto de San Francisco, la diferencia en las alturas de las mareas debido a que la Luna está en perigeo o apogeo es sólo del 32%, y siguen las fases correspondientes de la Luna con un retraso de dos días.

Desigualdad diaria. El período de esta desigualdad es de 24 horas 50 minutos. Las razones de su aparición son la rotación de la Tierra alrededor de su eje y un cambio en la declinación de la Luna. Cuando la Luna está cerca del ecuador celeste, las dos mareas altas de un día determinado (así como las dos mareas bajas) difieren ligeramente, y las alturas de las aguas altas y bajas de la mañana y de la tarde son muy cercanas. Sin embargo, a medida que aumenta la declinación norte o sur de la Luna, las mareas matutinas y vespertinas del mismo tipo difieren en altura, y cuando la Luna alcanza su mayor declinación norte o sur, esta diferencia es mayor. También se conocen mareas tropicales, llamadas así porque la Luna está casi por encima de los trópicos del Norte o del Sur.

La desigualdad diurna no afecta significativamente las alturas de dos mareas bajas sucesivas en el Océano Atlántico, e incluso su efecto sobre las alturas de las mareas es pequeño en comparación con la amplitud general de las fluctuaciones. Sin embargo, en el Océano Pacífico, la variabilidad diurna es tres veces mayor en los niveles de marea baja que en los de marea alta.

Desigualdad semestral. Su causa es la revolución de la Tierra alrededor del Sol y el correspondiente cambio en la declinación del Sol. Dos veces al año durante varios días durante los equinoccios, el Sol está cerca del ecuador celeste, es decir. su declinación es cercana a 0. La Luna también se ubica cerca del ecuador celeste durante aproximadamente 24 horas cada medio mes. Así, durante los equinoccios hay periodos en los que las declinaciones tanto del Sol como de la Luna son aproximadamente iguales a 0. El efecto total de generación de mareas de la atracción de estos dos cuerpos en esos momentos se manifiesta más notablemente en áreas ubicadas cerca del ecuador terrestre. Si al mismo tiempo la Luna se encuentra en fase de luna nueva o luna llena, se produce la llamada. mareas de primavera equinocciales.

Soleado desigualdad paraláctica. El período de manifestación de esta desigualdad es de un año. Su causa es el cambio en la distancia de la Tierra al Sol durante el movimiento orbital de la Tierra. Una vez por cada revolución alrededor de la Tierra, la Luna se encuentra a su distancia más corta de ella en el perigeo. Una vez al año, alrededor del 2 de enero, la Tierra, moviéndose en su órbita, también alcanza el punto de mayor aproximación al Sol (perihelio). Cuando estos dos momentos de máxima aproximación coinciden, provocando la mayor fuerza de marea neta, se pueden esperar niveles de marea más altos y niveles de marea más bajos. Asimismo, si el paso del afelio coincide con el apogeo, se producen mareas más bajas y menos profundas.

Cambia con el tiempo.

El fenómeno del flujo y reflujo de las mareas no ha cambiado con el tiempo, ya que el movimiento tanto de la Luna como del Sol sigue siendo el mismo que hace mil años, es decir, el movimiento de estos dos cuerpos celestes influye en el flujo y reflujo de las mareas. en la Tierra.

Distribución y escala de manifestación.

La magnitud y naturaleza de las mareas en diferentes partes de la costa del Océano Mundial dependen de la configuración de las costas, el ángulo de inclinación del fondo marino y varias otras razones. Suelen aparecer en la costa de mar abierto. La penetración de los maremotos en los mares interiores es difícil y, por tanto, la amplitud de las mareas en ellos es pequeña.

Los estrechos daneses, estrechos y poco profundos, protegen de forma fiable el mar Báltico de las mareas. Los cálculos teóricos muestran que la amplitud de las fluctuaciones en la altura del nivel del agua en el Báltico es de aproximadamente 10 centímetros, pero es casi imposible ver estas mareas, ya que son completamente borradas por las fluctuaciones en el nivel del agua bajo la influencia del viento o cambios en la presión atmosférica. Nuestros mares del sur, los mares Negro y Azov, que se comunican con las aguas del Océano Mundial a través de una serie de estrechos, y los mares internos, el Egeo y el Mediterráneo, están protegidos de manera aún más confiable contra los maremotos. Si la diferencia entre el nivel del agua durante la marea alta y baja en la costa atlántica de España, cerca de Gibraltar, alcanzó los 3 metros, en el mar Mediterráneo, cerca del estrecho, es de sólo 1,3 metros. En otras partes del mar, las mareas son aún menos importantes y no suelen superar los 0,5 metros. En el mar Egeo y en los estrechos del Bósforo y los Dardanelos, el maremoto se atenúa aún más. Por tanto, en el Mar Negro, las fluctuaciones del nivel del agua bajo la influencia de las mareas son inferiores a 10 centímetros. En el mar de Azov, conectado con el mar Negro sólo por el estrecho de Kerch, la amplitud de las mareas es cercana a cero.

Por la misma razón, las mareas en el Mar de Japón son muy bajas: aquí apenas alcanzan los 0,5 metros.

Si en los mares interiores la magnitud de las mareas se reduce en comparación con la costa del océano abierto, en las bahías y bahías que tienen una amplia conexión con el océano, aumenta. El maremoto entra libremente en esas bahías. Las masas de agua se precipitan hacia adelante, pero, constreñidas por las orillas que se estrechan y al no encontrar salida, se levantan e inundan la tierra a una altura considerable.

A la entrada del Mar Blanco, en la llamada Voronka, las mareas son casi las mismas que en la costa del Mar de Barents, es decir, de 4 a 5 metros. En Cabo Kanin Nos no superan ni los 3 metros. Sin embargo, al entrar en el embudo del Mar Blanco, que se estrecha gradualmente, el maremoto se hace cada vez más alto y en la bahía de Mezen alcanza una altura de diez metros.

El aumento del nivel del agua en la parte más septentrional del mar de Okhotsk es aún más significativo. Así, en la entrada de la bahía de Shelikhov, el nivel del mar durante la marea alta se eleva a 4-5 metros, en la parte superior (más alejada del mar) de la bahía se eleva a 9,5 metros, y en la bahía de Penzhinskaya alcanza casi 13 metros. !

Las mareas en el Canal de la Mancha son muy altas. En la costa inglesa, en la pequeña bahía de Lyme, el agua en sizigia alcanza los 14,4 metros, y en la francesa, cerca de la localidad de Granville, incluso los 15 metros.

Las mareas alcanzan valores extremos en algunas zonas de la costa atlántica de Canadá. En el estrecho de Frobisher (ubicado a la entrada del estrecho de Hudson), 15,6 metros, y en la bahía de Fundy (cerca de la frontera con Estados Unidos), hasta 18 metros.

A veces, la influencia de las mareas marinas es visible en los ríos. En la región del estuario, un maremoto proviene de zonas abiertas del océano o del mar. A medida que se acerca a la orilla, el nivel aumenta y el perfil del maremoto, bajo la influencia de una disminución de la profundidad y las características de la configuración de la orilla, se deforma. En la orilla del mar, su pendiente frontal se vuelve más pronunciada que su pendiente trasera. Desde la zona costera de la desembocadura, el maremoto penetra en el sistema de cauces del río. El agua más salada a lo largo del fondo del lecho del río, como una cuña, se mueve rápidamente contra la corriente. La colisión de dos corrientes que se aproximan, el mar y el río, provoca la formación de un pozo empinado, llamado bora. En el río Cantangjiang, que desemboca en el Mar de China Oriental al sur de Shanghai, la perforación alcanza una altura de 7 a 8 metros y la inclinación de la ola es de 70 grados. Este terrible muro de agua corre río arriba a una velocidad de 15 a 16 kilómetros por hora, erosionando las orillas y amenazando con hundir cualquier barco que no se refugie a tiempo en el tranquilo remanso. El río más grande de América del Sur, el Amazonas, también es famoso por su poderoso bosque. Allí, una ola de 5 a 6 metros de altura recorre el río a tres mil kilómetros del océano. En el Mekong, los maremotos se extienden hasta 500 km, en el Mississippi, hasta 400 km, en el norte de Dvina, hasta 140 km. La marea lleva aguas saladas al río. En este caso, en la desembocadura del río, se produce una mezcla total o parcial de las aguas del río y del mar salado, o se produce un estado estratificado, cuando se observa una fuerte diferencia en la salinidad de la superficie y las aguas subyacentes. El agua salada penetra en la desembocadura del río cuanto más lejos, mayor es la profundidad del canal y la densidad (salinidad) del agua de mar y menor es el caudal del agua del río.

Mitos y leyendas.

Durante mucho tiempo, las causas de las mareas no estuvieron claras. En la antigüedad, se explicaban por el aliento de la deidad del océano que vivía en el mar, o como consecuencia de la respiración del planeta. Se han hecho otras suposiciones fantásticas sobre la naturaleza de las mareas. (ver también la sección Historia del estudio)